Функції білків

Лариса Кононенко, Лариса Холостенко,старші викладачі
Одеського обласного інституту вдосконалення вчителів

Цільова група:

• учні 9 класу

Тривалість:

• 90 хв.

Мета:

• узагальнити і систематизувати знання про різноманітність білків та їхні функції в живій системі;
• розвивати вміння визначати специфічні функції білків, використовуючи інформаційно-комунікаційні технології; формувати навички проведення лабораторних досліджень функцій білків;
• формувати ключову компетентність ініціативності та підприємливості; розвивати лідерські якості.

Операційні цілі (завдання):

Після закінчення уроку учень

знає

• функції білків у живій системі;
• специфічність дії ферментів;

розуміє

• значення знань про функції білків у повсякденному житті;

вміє

• проводити лабораторні дослідження функцій білків;
• використовувати інформацію про функції білків під час досліджень;

може

• бути відповідальним у прийнятті особистого рішення;
• прогнозувати майбутні результати;
• працювати в групі, команді;
• шукати оптимальні шляхи вирішення проблеми;
• проявляти ініціативність, підприємливість та лідерські якості.

Методи і техніки:

• «відтермінована загадка»;
• робота з різними джерелами інформації;
• робота в групах;
• метод критичного читання;
• лабораторний експеримент.

Обладнання:

• 5% розчин Н2О2, дистильована вода, піпетка, мікроскопи, предметне скло, пробірки, елодея, нирка ссавця, бульби картоплі (сира і варена);
• відеозапис досліду «Дія амілази»;
• плакат із матеріалом для вправи «Відтермінована загадка» - портрети Іллі Мечникова і Пауля Ерліха, рисунок м’язів людини, рисунки пакувань пральних порошків, загальний план будови бактерії;
• смайлики.

Допоміжні матеріали:

Додаток 1. Таблиця «Вміст білків в органах і тканинах».

Додаток 2. Таблиця «Функції білків».

Додаток 3. Текст виступу лікаря («Джерела інформації»).

Додаток 4. Схема дії ферментів.

Додаток 5. Протокол лабораторної роботи «Вивчення властивостей ферментів».

Додаток 6. Матеріал для домашнього завдання.

Хід уроку

1. Вступна частина

1.1. Оголосіть учням девіз уроку «Per aspera ad Astra» та зачитайте вислів Лесі Українки для налаштування учнів до пізнавальної діяльності:
…Чи тільки терни на шляху знайду, Чи стріну, може, де і квіт барвистий? Чи до мети я певної дійду?

1.2. Зверніть увагу учнів на тему уроку та разом визначте деякі цілі уроку й разом заплануйте основні дії (дізнаємося про функції білків, спостерігатимемо хімічні явища, проводитимемо дослідження, пригадаємо правила роботи в групі, працюватимемо в групах. Лідери груп для виконання лабораторної роботи визначитимуться під час уроку, набираючи бонуси за плідну діяльність).

1.3. Запропонуйте вправу: «Відтермінована загадка»
Мета: розвиток творчої уяви учня та мотивація до діяльності.
Учитель пропонує загадку (або маловідомий, дивний факт), відгадку якої можна знайти на уроці під час опрацювання нового матеріалу. Текст візуалізований протягом уроку, оскільки відповіді будуть добиратися поступово (плакат чи слайд). Уважний учень отримає бонус за знайдену відгадку на якомусь етапі уроку.
Інформація для вправи «Відтермінована загадка»
 1. На початку ХХ ст. зіткнулися в гострій науковій полеміці дві теорії, дві школи - Іллі Мечникова і  Пауля Ерліха. Цікаво, що непримиренні наукові суперники розділили в 1908 році Нобелівську  премію з фізіології і медицини. Що ж їх примирило?
 2. Сила м’яза пропорційна площі поперечного перерізу м’яза. Знані бодібілдери дотримуються  спеціальної протеїнової дієти. Від чого ж залежить сила та витривалість м’яза?
 3. На пакуваннях пральних порошків указують оптимальні температури для їх використання. Іноді  до складу порошків входять ензими. Якою має бути оптимальна температура прання з  використанням порошку з ензимами?
 4. Вважається, що сеча без відповідних бактерій перетворювалася б у природі 3 млн. років.

2. Основна частина

2.1. Зверніть увагу учнів на таблицю «Вміст білків в органах і тканинах» (Додаток 1), запропонуйте ознайомитися з даними таблиці та запитайте:
- У клітинах яких органів спостерігається високий вміст білків?
- У якому стані перебувають ці органи?
Чи забезпечують дані органи ріст, розвиток організму? (Високий вміст білків характерний для клітин, що перебувають у фізіологічно активному стані.)
- Назвіть функцію білків, яка забезпечує ці процеси? (Структурна або будівельна функція.)

2.2. Попросіть учнів за допомогою тексту підручника опрацювати першу функцію білків та виписати приклади білків, що її виконують, у таблицю, яка буде наповнюватися протягом уроку (Додаток 2).

2.3. Роздайте учням матеріали з будь-якого джерела інформації та запропонуйте виконати вправу.
Джерела інформації
Мета: активізація пізнавальної діяльності учня та формування вміння опрацьовувати додаткову інформацію.
Учитель роздає газети, журнали або пропонує певні сторінки Інтернетвидань (якщо є можливість використовувати ІКТ), на яких розміщено інформацію, що стосується теми уроку.
Учитель звертає увагу учнів на конкретну інформацію, наголошуючи на її важливості та значущості. Також можливо використовувати уривки з художньої та науково-популярної літератури (Додаток 3).

2.4. Запропонуйте учням відзначити білки, про які наголошує лікар, та виписати назви і функції перелічених білків у таблицю (Додаток 2).

2.5. Запитайте в учнів:
- То яка ж функція об’єднує ці білки? (захисна)
- Із якою здатністю організму ця функція пов’язана? (з імунітетом)

2.6. Зверніть увагу учнів на плакат «Відтермінована загадка» та запитайте:
- Хто знайшов відгадку № 1 та отримає перший бонус? (І. Мечников та П. Ерліх досліджували імунітет із різних сторін.)

2.7. Попросіть учнів пригадати ще один білок крові з курсу біології 8 класу та назвати функцію, яку він виконує (гемоглобін виконує транспортну функцію). Результат занести до таблиці (Додаток 2).

2.8. Зверніться до учнів з пропозицією стати колегами майстра дедуктивного методу та виконати вправу.
Шерлок Холмс (критичне читання)
Мета: використання джерела інформації, залучення до продуктивної творчої діяльності, комунікації в групі.
Об’єднайте учнів у групи. Кожній групі запропонуйте відповідний обсяг тексту підручника та обмеження в часі (2 хвилини) для складання запитань. Вони мають охопити весь матеріал та врахувати найменші дрібниці.
Потім попросіть переглянути невеликі тексти всіх груп (1 хвилина), після чого учні мають відкласти підручник. По черзі групи ставлять запитання своїм колегам з інших груп. У результаті роботи з текстом підручника учні опрацьовують сигнальну, скоротливу (рухову), резервну та регуляторну функцію та одночасно кожен учень доповнює таблицю (Додаток 2). Також уважні учні можуть одержати другий бонус. Зверніть увагу на плакат «Відтермінована загадка» (М’язові волокна збільшуються за рахунок інтенсивного синтезу актину й міозину, які забезпечують силу та витривалість м’язів.)

2.9. Продемонструйте відеозапис досліду «Дія амілази» й обговоріть його:
- Пригадайте з курсів хімії та біології поняття «каталізатори» та «ферменти».
- Визначте біохімічні властивості амілази. (Каталіз розщеплення вуглеводів.)
- Які оптимальні умови дії амілази? (t°C ≈ 37-38°C.)
- Сформулюйте висновок і одержіть третій бонус. (Ензими - ферменти, оптимальна t° C ≈ 37-38°C.)
- Які ще умови можуть обмежувати дії ферментів? Запропонуйте пригадати матеріал про травлення людини (пепсин діє при pH = 1,5-2,5, а трипсин - pH = 7-8)

2.10. Запишіть на дошці схему перетворення:

- Зробіть висновок і одержіть четвертий бонус. (Якби не було бактерій, що здатні синтезувати уреазу, сеча, до складу якої входить сечовина, перетворювалася б у природі 3 млн. років.)

2.11. Продемонструйте схему дії ферментів (Додаток 4) та обговоріть її:
- У чому полягає специфічність дії ферментів? (Просторова структура активного центру ферменту відповідає хімічній будові сполук, що вступають у реакцію.)

2.12. Запропонуйте доповнити таблицю «Функції білків» (Додаток 2).

2.13. Роздайте групам примірник Протоколу лабораторної роботи «Вивчення властивостей ферментів» (Додаток 5), проведіть інструктаж та налаштуйте учнів до виконання роботи у групі (визначте час на роботу - 6-7 хвилин, поясніть, що учні виконують експериментальну частину з допомогою лідерів, які визначилися за попередньо встановленими критеріями, спостерігають та самостійно заносять висновки у Протокол роботи), разом із лідерами роздайте групам необхідне обладнання. Після закінчення роботи зберіть Протоколи для подальшого оцінювання.

3. Підсумкова частина

3.1. Згадайте девіз уроку. Наголосіть, що ми разом на уроці подолали тернистий шлях, і тільки так можливо досягти успіху. Ми створили продукти нашої діяльності (матеріали Додатка 2 та Додатка 5).

3.2. Продемонструйте слайд на екрані або рисунки на дошці та роздайте кожному учневі матеріали домашнього завдання (Додаток 6) та надайте інструкцію до його виконання. Поясніть учням, що ці зображення логічно пов’язані:
Інструкція:
- уважно розгляньте малюнки й установіть зв’язок між ними;
- виконайте завдання;
- використайте матеріал цього уроку, набуті знання з курсу «Географія України» та скористайтеся додатковими джерелами інформації;
- результати роботи надайте в будьякій формі: презентація, розповідь, плакат, художній твір, інсценівка тощо;
- доповніть таблицю «Функції білків» (за бажанням).

3.3. Проведіть рефлексію. Запропонуйте учням визначити один зі смайликів, який відображає їх теперішній настрій, та помістити його у валізку. За бажанням учні можуть висловити коментарі або пояснити свій вибір.

Додаток 1

Таблиця «Вміст білків в органах і тканинах»

Додаток 2

Таблиця «Функції білків»

Для кожного учня на початку уроку роздайте незаповнений каркас таблиці на аркуші А4. Учні обов’язково записують функції, а кількість прикладів білків, що виконують цю функцію, може бути різною (за потребою учня).

В кінці уроку таблиця може мати такий вигляд:

Як одне з домашніх завдань учням буде запропоновано доповнити таблицю (за бажанням). Як варіант:

Додаток 3

Приклад тексту для прийому «Джерела інформації»

Виступ лікаря

Дуже важлива функція білків здійснюється в основному за участю білків g-глобулінів, з якими пов’язані імунні реакції організму. Імуноглобуліни (антитіла), які утворюються в організмі за несприятливої дії на нього різних факторів (антигенів - хвороботворних бактерій, вірусів, токсинів), мають білкову природу. Зв’язуючись з мікроорганізмами чи токсинами, вони інактивують їх, гальмують патогенну дію і знешкоджують токсичні продукти. На основі інтерферонів створюються лікувальні противірусні препарати. Відомі й інші процеси, в яких білки також виконують цю важливу функцію, наприклад, у процесах згортання крові (тромбопластин, тромбін, фібрин), оберігаючи організм від її надмірної втрати при різних травмах. Лізоцим, який міститься в слині та слізній рідині, знешкоджує різні хвороботворні агенти.

Додаток 4

Субстрат наближається до активного центру ферменту → субстрат в активному центрі, де відбувається перебудова молекул, що приводить до утворення продуктів → продукти покидають активний центр.

Додаток 5

Протокол лабораторної роботи «Вивчення властивостей ферментів»

Тема: Вивчення властивостей ферментів

Мета роботи: з’ясувати каталітичну функцію ферментів та виявити сутність денатурації.

Матеріали та обладнання: 5% розчин Н₂О₂, дистильована вода, піпетка, мікроскопи, предметне скло, пробірки, елодея, нирка ссавця, бульби картоплі (сира і варена).

Додаткова інформація: Катала́за (від грец. καταλύω – «руйную») - фермент, що розкладає гідроген пероксид на воду й молекулярний кисень:

2 Н₂О₂ = 2 Н₂О + О₂,

Каталаза міститься у клітинах майже всіх організмів, не виявлено її тільки у клітинах деяких анаеробних мікроорганізмів. Каталаза - один із найактивніших ферментів, молекула якого розкладає за одну секунду 6 млн. молекул гідроген пероксиду. Саме за інтенсивністю виділення з тканин кисню можна судити про активність каталази.

Активність каталази, як і інших білкових молекул, залежить від температури. У лужному чи кислому середовищі активність каталази знижується.

Хід роботи

1. Помістіть у першу пробірку кілька шматочків сирої картоплі, у другу - стільки ж вареної. В обидві пробірки долийте по 5 мл Н₂О₂.

Що спостерігаєте у першій пробірці? У другій пробірці? Зробіть відповідні висновки та запишіть у Протокол.

2. Зрізи сирої бульби картоплі, нирки ссавця та листочка елодеї помістіть на предметне скло. З одного боку піпеткою капніть дистильовану воду, а з іншого - Н₂О₂. Опишіть та поясніть, що і чому спостерігаєте.

3. Оформіть протокол лабораторної роботи і здайте на перевірку.

Додаток 6

Завдання до малюнків:

1. Визначте, який білок може ховатися за знаком питання.

2. Який продукт харчування з’явився внаслідок використання цього білка?

3. Які галузі промисловості доцільно розвивати на цих територіях і чому?

4. Які національні страви, до складу яких входить продукт, виготовлений за допомогою цього білка, ви запропонуєте туристам у своїх закладах харчування?

5. В яких країнах світу вам можуть запропонувати скуштувати страви з додаванням цього продукту?